Untersuchung des Einflusses der Kerndeformation auf Dipol-Stärkeverteilungen und möglicher Konsequenzen für transmutationsrelevante Reaktionen

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Neutroneneinfang und Neutronenstreuung sind wichtige Reaktionen für die Transmutation langlebiger Nuklide. Die Bestimmung von Wirkungsquerschnitten dieser Reaktionen bei Anregungsenergien im Bereich des Quasikontinuums mit statistischen Methoden setzt die genaue Kenntnis von Gamma-Stärkefunktionen und Niveaudichten voraus. In Photonenstreuungs-Experimenten der Antragsteller wurden Dipol-Stärkeverteilungen gefunden, die unterhalb der Neutronen-Separationsenergie zusätzliche Stärke im Vergleich zu den Vorhersagen der in Reaktionsdatenbanken verwendeten phänomenologischen Modelle enthalten. Die gefundene Dipol-Stärke scheint mit der Kerndeformation zuzunehmen. Das geplante Projekt beinhaltet die genaue experimentelle Untersuchung der Dipol-Stärke unterhalb der Neutronen-Separationsenergie in einer Isotopenreihe, in der die Kerndeformation mit wachsender Neutronenzahl abnimmt. Dafür wurden die Xenon-Isotope vom deformierten 124Xe über das leicht deformierte 128Xe zum sphärischen 134Xe ausgewählt. Die Photonenstreuungs-Experimente sollen mit kontinuierlicher Bremsstrahlung am Elektronenbeschleuniger ELBE des Forschungszentrums Dresden-Rossendorf (FZD) und mit monoenergetischer polarisierter Gamma-Strahlung an der High-Intensity Gamma-Ray Source (HIGS) des Triangle Universities Nuclear Laboratory (TUNL) an der Duke University in North Carolina durchgeführt werden. Die Experimente an ELBE erlauben die Bestimmung des Photoabsorptionsquerschnitts über den gesamten Energiebereich bis zur Neutronen-Separationsenergie unter Anwendung neu entwickelter statistischer Methoden. Die Experimente an HIGS erlauben die direkte Bestimmung von spektroskopischen Informationen wie Verzweigungsverhältnissen und daraus die modellunabhängige Bestimmung von Photoabsorptionsquerschnitten für ausgewählte Einschussenergien. Die Kombination der Experimente an beiden Einrichtungen soll neuartige Erkenntnisse über das Verhalten von Gamma-Stärkefunktionen unterhalb der Neutronen-Separationsenergie liefern.